September 26, 2026
การกะพริบและการเกิดโพรงอากาศเป็นปรากฏการณ์ของของไหลทั่วไปสองประการที่เกี่ยวข้องกับแรงดันตกคร่อมวาล์วควบคุม ทั้งสองอย่างสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อของเหลวไหลผ่านวาล์วและความดันเฉพาะที่ลดลงถึงหรือต่ำกว่าความดันไอของของเหลว
เนื่องจากเงื่อนไขทั้งสองเกี่ยวข้องกับฟองไอ บางครั้งจึงสับสนซึ่งกันและกัน
ความแตกต่างที่สำคัญคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับฟองอากาศเหล่านั้นหลังจากที่ของเหลวออกจากวาล์ว
ในกระพริบฟองอากาศจะยังคงอยู่ในการไหลปลายน้ำเนื่องจากความดันปลายน้ำยังคงอยู่ต่ำกว่าความดันไอของของเหลว
ในโพรงอากาศความดันจะกลับตัวเหนือความดันไอ และฟองอากาศจะยุบตัว
การกระพริบเกิดขึ้นเมื่อของเหลวระเหยขณะที่มันผ่านวาล์วควบคุมและยังคงระเหยเป็นไอบางส่วนที่ปลายน้ำ
กระบวนการนี้เริ่มต้นเมื่อความดันเฉพาะที่ลดลงหรือต่ำกว่าความดันไอของของเหลว
หากความดันปลายน้ำยังคงต่ำกว่าความดันไอ ฟองอากาศจะไม่ยุบตัว
ในทางกลับกัน ส่วนผสมของของเหลวและไอจะยังคงดำเนินต่อไปตามกระแสน้ำ
โดยทั่วไปการใช้งานวาล์วควบคุมจะถือว่ากระพริบเมื่อ:
P₂ < Pᵥ
ที่ไหน:
การกระพริบอาจทำให้เกิดการกัดเซาะอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากส่วนผสมของของเหลวและไอความเร็วสูงสามารถส่งผลกระทบต่อวาล์วและพื้นผิวท่ออย่างต่อเนื่อง
การเกิดโพรงอากาศเริ่มต้นในลักษณะเดียวกัน
เมื่อของเหลวไหลผ่านข้อจำกัดภายในวาล์วควบคุม ความเร็วจะเพิ่มขึ้นและความดันในพื้นที่จะลดลง
ถ้าความดันที่ vena Contracta ถึงความดันไอของของเหลว ฟองไอก็อาจก่อตัวได้
ความแตกต่างเกิดขึ้นปลายน้ำ
หากความดันของเหลวกลับคืนมาเหนือความดันไอ ฟองอากาศจะยุบตัว
การพังทลายครั้งนี้จะปล่อยพลังงานออกมาและสามารถผลิต:
ความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศมักมีลักษณะเป็นพื้นผิวที่หยาบ เป็นหลุม หรือไม่สม่ำเสมอ
| คุณสมบัติ | กระพริบ | การเกิดโพรงอากาศ |
|---|---|---|
| ของไหล | ของเหลว | ของเหลว |
| ฟองอากาศก่อตัวขึ้น | ใช่ | ใช่ |
| ฟองสบู่ยุบ | ไม่ โดยทั่วไปแล้วจะยังคงอยู่ปลายน้ำ | ใช่ |
| แรงดันปลายน้ำ | ยังคงต่ำกว่าความดันไอ | ฟื้นตัวเหนือความดันไอ |
| ความเสียหายหลัก | การพังทลาย | หลุม/การกัดเซาะ |
| เสียงรบกวน | เป็นไปได้ | มักมีนัยสำคัญ |
| การสั่นสะเทือน | เป็นไปได้ | มักมีนัยสำคัญ |
| วิธีแก้ปัญหาทั่วไป | การออกแบบ/วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน | แผ่นป้องกันการเกิดโพรงอากาศ / แรงดันตกตามฉาก |
ความแตกต่างขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างกันเป็นหลักความดันปลายน้ำและความดันไอ.
เมื่อเกิดการกระพริบ ของเหลวจะเปลี่ยนเป็นส่วนผสมระหว่างของเหลวและไอ
ส่วนผสมสามารถเข้าถึงความเร็วสูงผ่านทางและปลายน้ำของวาล์ว
ฟองอากาศจะไม่ยุบตัวกับพื้นผิววาล์วซ้ำๆ ซึ่งแตกต่างจากการเกิดโพรงอากาศเนื่องจากความดันด้านล่างยังคงต่ำกว่าความดันไอ
ความกังวลหลักคือการกัดเซาะอย่างต่อเนื่องจากการไหลแบบสองเฟสความเร็วสูง
ความเสียหายแบบวาบไฟสามารถมีได้ค่อนข้างลักษณะเรียบและขัดเงาซึ่งแตกต่างจากหลุมหยาบที่มักเกี่ยวข้องกับการเกิดโพรงอากาศ
ในการให้บริการแบบคาวิเทติ้ง ฟองอากาศจะเกิดขึ้นเมื่อความดันเฉพาะที่ต่ำเพียงพอ
เมื่อความกดดันฟื้นคืนสภาพด้านท้ายน้ำ ฟองอากาศก็พังทลายลง
หากการยุบตัวเกิดขึ้นใกล้กับพื้นผิวโลหะ พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการยุบตัวของฟองสบู่อาจทำให้เกิดความเสียหายเฉพาะที่
การพังทลายซ้ำๆ อาจทำให้พื้นผิวขรุขระและเป็นหลุมบริเวณขอบวาล์ว
ในกรณีที่รุนแรง ความเสียหายอาจขยายไปสู่ระบบท่อปลายน้ำ
สัญญาณที่เป็นประโยชน์บางประการสามารถช่วยระบุปัญหาได้
อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบด้วยสายตาเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะระบุสภาพการไหลที่แน่นอนได้
ควรตรวจสอบความดัน กระบวนการ อุณหภูมิ อัตราการไหล และความดันไอของเหลว
เนื่องจากการเกิดโพรงอากาศเกี่ยวข้องกับการคืนแรงดันและการยุบตัวของฟอง วัตถุประสงค์คือเพื่อลดหรือควบคุมสภาวะที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อฟองยุบ
แนวทางที่เป็นไปได้ ได้แก่:
การตัดแต่งแบบพิเศษสามารถแบ่งแรงดันตกคร่อมออกเป็นหลายขั้นตอน
กรงและทางไหลสามารถออกแบบเพื่อควบคุมความเร็วและการคืนตัวของแรงดัน
ขนาดที่ถูกต้องช่วยหลีกเลี่ยงความเร็วสูงโดยไม่จำเป็นและแรงดันตกมากเกินไป
ตัววาล์วและรูปทรงของขอบปิดอาจมีผลกระทบสำคัญต่อการคืนแรงดันและความเสี่ยงในการเกิดโพรงอากาศ
ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ตัดแต่ง Fisher Cavitrol III ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดแรงดันในการใช้งานที่เป็นโพรง
ไม่สามารถกำจัดการกระพริบได้โดยการเปลี่ยนวาล์วควบคุม เนื่องจากถูกกำหนดโดยสภาวะของกระบวนการ
หากความดันปลายน้ำยังคงต่ำกว่าความดันไอของเหลว อาจเกิดวาบไฟได้
จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อจัดการการกัดเซาะที่เกิดขึ้น.
แนวทางทั่วไป ได้แก่:
Emerson ตั้งข้อสังเกตว่าการกะพริบเป็นเงื่อนไขของระบบ และแนะนำให้เลือกรูปทรงของวาล์วและวัสดุที่ลดการกัดเซาะ แทนที่จะพยายามป้องกันการกะพริบเอง
ไม่จำเป็น.
เงื่อนไขทั้งสองนี้สร้างกลไกความเสียหายที่แตกต่างกัน ดังนั้นควรเลือกวาล์วตามเงื่อนไขกระบวนการจริง
สำหรับการเกิดโพรงอากาศ โดยทั่วไปวัตถุประสงค์ของการออกแบบคือการควบคุมแรงดันตก และป้องกันหรือลดการยุบตัวของฟองอากาศที่สร้างความเสียหาย
สำหรับการกระพริบ วัตถุประสงค์ของการออกแบบจะเน้นไปที่การจัดการการไหลแบบสองเฟสความเร็วสูงและการลดการกัดเซาะให้เหลือน้อยที่สุด
วาล์วควบคุมที่ใช้งานหนักสามารถออกแบบสำหรับการผสมผสานเฉพาะของการเกิดโพรงอากาศ การกะพริบ การกัดเซาะ แรงดันตกคร่อมสูงและความเร็วสูง
เมื่อประเมินการแวบวับหรือการเกิดโพรงอากาศ ให้จัดเตรียม:
สำหรับวาล์วที่มีอยู่ ให้ระบุรุ่นวาล์วและข้อมูลการตัดแต่งด้วย หากมี
ซึ่งช่วยให้ซัพพลายเออร์วาล์วสามารถประเมินสภาวะความดันที่เกิดขึ้นจริง แทนที่จะวินิจฉัยปัญหาตามเสียงหรือความเสียหายที่มองเห็นได้เท่านั้น
การกะพริบและการเกิดโพรงอากาศเริ่มต้นจากสภาวะที่คล้ายกัน:ความดันของเหลวลดลงต่ำพอที่จะเกิดฟองไอได้.
ความแตกต่างที่สำคัญคือสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากนั้น:
กระพริบ:
รูปแบบของไอ → ความดันปลายน้ำยังคงอยู่ต่ำกว่าความดันไอ → ไอยังคงอยู่ในการไหล
โพรงอากาศ:
รูปแบบของไอ → แรงดันปลายน้ำกลับคืนสู่สภาพปกติ → ฟองไอระเหยยุบตัว
ความแตกต่างนี้นำไปสู่กลไกความเสียหายที่แตกต่างกัน
การกะพริบส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการกัดเซาะจากการไหลของไอของเหลวที่มีความเร็วสูง ในขณะที่การเกิดโพรงอากาศอาจทำให้เกิดรูพรุนอย่างรุนแรง เสียงรบกวน และการสั่นสะเทือนจากการยุบฟองไอระเหย
ขนาดของวาล์วที่ถูกต้อง ข้อมูลกระบวนการที่ถูกต้อง และการเลือกวาล์วหรือส่วนตัดแต่งที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทั้งสองสภาวะ
สำหรับการใช้งานที่ต้องรับบริการหนัก เราสามารถจัดหาวาล์วควบคุมและโซลูชันวาล์วเฉพาะทางได้จากFisher, Flowserve, Masoneilan, Samson, Koso และผู้ผลิตรายอื่น.
หากคุณกำลังประสบปัญหาการสึกกร่อนของวาล์ว เสียงดัง หรือแรงสั่นสะเทือน โปรดแจ้งเงื่อนไขของกระบวนการและรุ่นวาล์วที่มีอยู่สำหรับการตรวจสอบทางเทคนิค
